北祁连地区新构造运动与成矿作用

北祁连地区是我国一个重要的构造成矿带，蕴藏着丰富的矿产资源。笔者通过对北祁连山地区新构造运动特征的研究，认为喜马拉雅运动以来的新构造运动不仅造成本区的强烈隆升、断裂褶皱构造的复活和产生，而且也影响着全区地貌、气候的形成与演化，还对北祁连地区的砂金、铂等金属矿床、油气田和非金属矿床的成矿作用以及分布都起着重要的控制作用。     

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪构造演化: 碎屑锆石年代学证据

北祁连造山带晚奥陶世-泥盆纪处于同造山的构造背景.上奥陶统-泥盆系沿造山带不对称分布.上奥陶统-泥盆系碎屑锆石年代学特征显示, 造山带东段武威一带上奥陶统底部沉积物主要来自北祁连岛弧, 南部中祁连地块和北部华北板块的沉积物在上奥陶统上部才出现, 根据同沉积锆石年龄将中祁连地块和华北板块在东段初始碰撞的时间限定在470~450 Ma之间; 中祁连地块和华北板块的物质在造山带西段肃南一带被保存在下志留统, 地层中也有大量来自早古生代北祁连岛弧和同碰撞花岗岩的物质, 暗示造山带西段的碰撞时间在早志留世.而造山带东段下志留统中却仅有来自中祁连地块和华北板块的物质, 缺乏代表北祁连岛弧的早古生代碎屑锆石年龄, 对比上奥陶统-下志留统岩相分布和碎屑锆石年代学特征, 北祁连造山带的碰撞具有"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"的特征, 而这种碰撞方式导致中祁连地块在造山带东段仰冲到北祁连岛弧之上, 阻止北祁连岛弧为盆地提供沉积物; 泥盆纪早期, 北祁连岛弧年龄在东段下、中泥盆统中重新出现, 结合志留系和泥盆系在造山带东、西两段的分布和变形特征推断, 泥盆纪早期北祁连造山带具有"东强西弱"的不均一隆升特征, 这种差异隆升特征是由"东早西晚"的"斜向碰撞、不规则边缘碰撞"引起的, 它导致了北祁连岛弧在造山带东段被重新剥露出地表, 同时来自早期中、上志留统以及同碰撞花岗岩的物质也被汇入盆地.河西走廊盆地性质经历了弧后盆地-弧后残留洋盆-前陆盆地的转换过程.      

祁连山中段白垩纪以来阶段性构造抬升过程的磷灰石裂变径迹证据

祁连山作为青藏高原的东北边界,是研究青藏高原隆升和扩展的重要区域,利用磷灰石裂变径迹分析反映的祁连山地区白垩纪以来阶段性隆升和扩展新认识对理解青藏高原的隆升过程有重要的意义。分别采自南祁连陆块、疏勒南山—拉脊山缝合带、中祁连陆块和北祁连缝合带22个样品的磷灰石裂变径迹年龄介于(124±11)Ma与(13±2)Ma之间,平均径迹长度介于(13.6±2.3)μm和(10.3±1.8)μm之间。时间-温度反演模拟结果表明祁连山地区至少经历了3个重要构造活动阶段:1)白垩纪早期((129±14)~(115±17)Ma)祁连山隆升,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带的冷却速率及剥蚀速率均较大,并且祁连山南部可能率先抬升而初步构成高原的东北边界;2)白垩纪中晚期—中新世((115±17)~(25±7)Ma)祁连山构造平静,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带冷却速率及剥蚀速率均较低;3)中新世以来祁连山由南向北逐渐扩展,构造活动强烈而最终形成盆-山构造地貌格局。祁连山白垩纪早期的快速冷却过程可能是受拉萨地块和羌塘地块碰撞的影响;中新世以来向北扩展则主要是受印度—欧亚板块碰撞的影响。     

北祁连山西段吊大坂花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄及地质意义

对北祁连山西段北大河岩群中发现的吊大坂花岗片麻岩进行了颗粒级锆石U-Pb同位素年龄的测定,获得岩体的形成年龄为(751±14)Ma,结合区域地质背景分析,认为该年龄反映了晋宁期北祁连山地区的第一次造山事件.岩石化学和地球化学特征表明花岗片麻岩是古老地壳物质重熔形成的钙碱性石英闪长岩,该年龄的确定为北祁连山早期地壳演化史分析提供了直接的重要的地质信息.     

北祁连山及其邻区古生代以来的大地构造演化初探

北祁连山出露有中寒武世中晚期和早中奥陶世两期蛇绿岩。同位素年龄分别为335.5 Ma和440-460 Ma的两期高压变质带赋存于中寒武统和下中奥陶统中。大量地质记录揭示北祁连山是介于阿拉善地块和中祁连地块间的一个早古生代缝合带。北祁连山及其邻区古生代以来大地构造演化是复杂的。中寒武世早期统一的中国古陆经陆内裂谷作用发生裂解,于中寒武世中晚期形成北祁连洋。到晚寒武世洋盆转化成残留海盆。早奥陶世北祁连地区再次拉张,遭受第二次大洋化,到中奥陶世形成具沟弧盆体系的成熟大洋。晚奥陶世洋盆转化成残留海盆。于晚奥陶世末碰撞成山,志留纪在新生褶皱山系前形成前陆盆地,盆地底部的下志留统下部层位的磨拉斯可视为碰撞造山的标志。到泥盆纪进入碰撞期后造山阶段,泥盆纪磨拉斯则作为碰撞期后造山作用的标志。北祁连山及其邻区经历了石炭-三叠纪上叠盆地发展阶段,到侏罗纪进入陆内造山阶段。陆内造山作用的主要特征是山脉抬升、盆地沉降,形成盆-岭构造。这个作用一直持续到现在。笔者还对碰撞作用和造山作用的类型进行了讨论。认为软碰撞(soft collision)引起洋盆闭合,但不造山,硬碰撞(rigid collision)使残留海盆闭合并形成新生褶皱山系。在北祁连可以辨认出碰撞造山、碰撞期后造山及陆内造山这3种类型各具特征的造山作用。     

北祁连山海相火山岩特征

北祁连山是我国典型的早古生代优地槽,对于它的发生、发展及其建造、改造特征的研究,不仅在探讨中国地壳的发育演化史上具有一定的理论意义,而且在普查找矿上也具有一定的实际意义。北祁连山的蛇绿岩,引起许多地质学者的注意。板块学说引进我国以来,先后有人将北祁连山的蛇绿岩作为洋壳碎片进行研究,并提出了它的时代及序列。笔者等对北祁连的构造发展史、海相火山岩的产出特征、岩浆岩发育顺序、超基性岩的高温热岩浆侵入及其接触变     

北祁连山东段新元古代火山岩的年代学证据

在1∶5万石门川幅、老龙湾幅区域地质调查时发现,北祁连山东段上吊吊坡地区存在一套不同于下奥陶统阴沟群的火山岩,经全岩样品Sm-Nd同位素测定,获得Sm-Nd等时线年龄为(723±25.0)Ma,表明其形成时代为新元古代。地球化学特征表明该套火山岩形成于岛弧环境,说明当时北祁连东段仍处于洋壳俯冲挤压环境。     

北祁连奥陶系阴沟群中蒲花沟铜矿成矿类型及成因分析

北祁连蒲花沟铜矿位于北祁连加里东造山带,赋存于奥陶系阴沟群之中。北祁连奥陶系阴沟群是一套典型的北祁连山火山岩型矿床含矿地层,因此是研究蒲花沟铜矿的理想地层。笔者从矿床角度出发,立足于详实的区域地质勘查资料,结合前人已取得的众多重要研究成果,在总结研究区阴沟群地质特征及铜矿化带、矿体和矿石特征的基础上,分析研究蒲花沟铜矿成矿类型及成因。结果表明,北祁连蒲花沟铜矿类型为破碎带蚀变岩型铜矿,成矿物质主要来源于奥陶系阴沟群,主要容矿围岩为孔雀石化碎裂英安质晶屑凝灰岩,成矿热动力来源于受北祁连在加里东运动末期(晚志留世)局部岩浆活动影响而于蒲花沟一带发育的酸性侵入体。     

试论北祁连深断裂及其演化

一、北祁连地质构造概论位于中朝准地台西南部的北祁连山,是一较为典型的优地槽褶皱带。它北邻陆棚海型冒地槽——走廊过渡带,与阿拉善台隆相望;南侧是祁连中间隆起带;西北隅衔塔里木地台;东南与秦岭褶皱系毗邻(图1)。北祁连优地槽褶皱带与走廊过渡带、祁连中间隆起带,南祁连褶皱带,共同构成祁连褶皱系。北祁连地槽演化从中寒武世开始,经历晚寒武世、奥陶纪和志留纪地槽发展阶段,沉积厚达2万余米,于志留纪末褶皱成陆,结束地槽期。地槽内有多期蛇绿岩侵位和蛇绿混杂岩     

祁连山主要矿床组合及其成矿动力学分析

祁连山早古生代有色金属、贵金属成矿带,构造上划分为北祁连、中祁连和南祁连3个构造单元;成矿区划上一般分为北祁连成矿亚带和南祁连成矿亚带,后者由中祁连和南祁连2个构造单元组成。总体上北祁连由早古生代北祁连洋向北洋-洋俯冲的沟-弧-盆相和残留的大陆裂谷相火山岩系组成为特点,成矿主要表现为块状硫化物铜多金属矿床,西段为洋-陆碰撞的岩浆弧相的构造环境,有夕卡岩型的钨矿床发现;南祁连主要为大陆裂谷或陆间裂谷构造环境的复理石相、火山碎屑岩相和中祁连的古老基底组成,有岩浆铜镍矿床、铬铁矿矿床和大型造山型金矿床发现。祁连     

关于北祁连山西段早古生代的两个不整合问题

本文讨论的范围是民乐县童子坝河以西的北祁连山区。笔者根据1979～1982年在北祁连山西段的野外观察及对采获的古生物化石分析,综合研究区域地质调查资料,对前人所作出的以下结论有不同认识,即:1.北祁连山西段奥陶纪末志留纪初发生了一次造山运动,形成志留系不整合于奥陶系之上;2.中奥陶世末有一个巨大的造山运动——古浪运动,形成妖魔山组不整合于中堡群之上;3.妖魔山灰岩代表     

青藏高原北缘早古生代板块构造演化和大陆深俯冲

青藏高原北缘北祁连山和柴达木盆地北缘分别发育有2类不同的高压和超高压变质带.北祁连山为典型的环太平洋型俯冲带,榴辉岩锆石的SHRIMP年龄为464 Ma±5 Ma.而柴北缘为典型的大陆俯冲型变质带,片麻岩锆石中的柯石英证明柴北缘是一超高压变质带.石榴橄榄岩中的超硅石榴子石和橄榄石中的钛铁矿等出溶反映其形成深度大于200 km.柴北缘榴辉岩的原岩具有MORB和OIB的特征,并与北祁连山榴辉岩的年龄相同,代表早古生代祁连洋俯冲变质的时代.而含柯石英片麻岩的锆石和石榴橄榄岩超高压变质年龄均为423 Ma,代表大陆地壳深俯冲发生的时间.北祁连山和柴北缘很可能是一个俯冲带从大洋俯冲到大陆碰撞的不同阶段的产物.     

祁连山中部地壳各向异性研究:来自远震接收函数的证据

青藏高原的隆升由印度-欧亚板块的碰撞而驱动,其生长演化,特别是从内到外的扩展机制仍尚存争议。祁连山地处青藏高原向东北扩展的前缘位置,其地壳结构与各向异性对于理解青藏高原向北扩展的生长机制具有重要意义。祁连山中部是青藏高原东北缘地壳遭受挤压强烈变形的区域,已有的研究已经揭示出地壳内部非耦合不均匀变形的几何行为,揭露其对应机制是亟待探索的前沿科学问题。此前该区域的各向异性研究大多基于面状台网数据,台站间距大,无法反映横跨祁连山地壳各向异性的精细变化。为此,本研究选用一条密集线性地震台阵,使用H-κ-c叠加方法,得到了横过祁连山中部的地壳厚度,泊松比以及地壳各向异性的横向变化。结果显示,在中祁连以及南祁连北部地壳厚度最大,平均泊松比最低,反映了地壳加厚过程中铁镁质下地壳的丢失以及长英质中上地壳的水平缩短。此外,偏长英质成分的泊松比值也不支持地壳流在该区域存在。在祁连山内部,地壳各向异性快波的偏振方向与地壳向外扩展方向一致,而与地幔各向异性快波方向近垂直,揭示了壳幔变形可能是解耦的。而在地壳较薄的南祁连和北祁连南部区域,快波方向与古缝合线的走向一致,说明早古生代的构造格局仍对现今的祁连山缩短隆升产生影响。     

赛氏单笔石的发现及北祁连西段早志留世早期地层的认识

1980年笔者在北祁连山进行志留纪地层研究工作时,于玉门市南肮脏沟和民乐县潼子坝河的支沟——二道沟中,采到了早凡伦期的带化石Moonograptus seagwiekii,这是在北祁连山的首次发现,于肃南县水关河脑采到了志留纪底部的重要分子Diplograptus cf· modestus Lapworth这些笔石化石的发现,为北祁连山地区志留纪笔石相地层增添了新的笔石带,也为研究北祁连山西段早志留世的古地理提供了新资料。赛氏单笔石等化石,采于玉门市南肮脏沟城门洞子的一套砾岩夹层——灰黑色粉砂岩中,有Monograptus seagwickii(Portlock),Monograptus sp·,nov,Monograptus     

肃南县祁连山素珠链冰川矿泉成因及动态特征

肃南县祁连山素珠链冰川矿泉位于祁连山主峰北坡观山河脑一带,由南泉和东泉构成,属祁连山主峰素珠链冰川区。泉域在大地构造上处于北祁连褶皱带,区域构造线呈北西~南东向展布。泉域地下水主要赋存于基岩裂隙孔隙中,主要接受冰川融水、大气降水和观山海子湖水的入渗补给。矿泉水的形成严格受地貌、地层和构造因素控制,经地下水的溶滤作用而形成锶型天然矿泉水。矿泉流量、水温、水质动态基本稳定,属低钠锶型矿泉水。研究祁连山素珠链冰川矿泉水的成因及动态特征,对于在祁连山冰川分布区寻找同类型锶型矿泉水具有十分重要的意义。     

北祁连山车路沟英安斑岩的年代学及地质意义

车路沟英安斑岩产于北祁连山西段, 由大小不同的12个斑岩岩体组成,属于钙碱性系列岩石.利用锆石U-Pb法测得车路沟英安斑岩的形成年龄为(427.7±4.5) Ma,成岩时代属加里东晚期.从区域构造演化看,北祁连山西段大部分花岗质岩体的形成都与祁连山造山作用中的俯冲造山作用和碰撞造山作用有关,表现为多数同位素年龄都集中在440～380 Ma间.鉴于车路沟金矿床产于车路沟英安斑岩与凝灰岩的接触带,属于石英脉型,因此推断英安斑岩侵入体很可能是车路沟金矿床早期成矿作用的热源.同时北祁连山西段发育有较多的中酸性岩体,车路沟石英脉型金矿床的确定对于该区金矿的进一步勘探具有重要的理论和现实意义.     

“北祁连山东段纳缨尔期地层和生物群”一书出版

“北祁连山东段纳缨尔期地层和生物群”一书出版由国家自然科学基金会资助，中国科学院院士李星学教授主持，山东泰山科技专著出版基金会资助出版的专著“北祁连山东段纳缨尔期地层和生物群”，最近与读者见面。该书从生物地层学和古生物学角度详细研究了我国海陆交互相纳...     

祁连山及其邻区大地构造基本特征──兼论早古生代海相火山岩的成因环境

作者对中、南祁连的大地构造属性提出了新的见解，认为它们和柴达木地块具有同一前震旦纪基底，三者共同构成了柴达木板块。北祁连山的主体是介于中朝板块和柴达木板块间的早古生代缝合带。中朝板块的南缘有一个活动陆缘，由走廊弧后盆地和走廊南山北缘岛弧构成。从中寒武世以来，祁连山及其邻区构造演化经历了古大陆克拉通裂解，大洋克拉通演化阶段和新大陆克拉通演化阶段。现今的祁连山是这些构造演化共同作用的结果。早古生代海相火山岩的生成环境在南祁连为单一的裂谷环境。而在北祁连及走廊带，则不同时期具有不同的生成环境：（１）中寒武世为初始大洋裂谷环境，（２）早中奥陶世为具沟弧盆体系的政熟大洋，（３）晚奥陶世为残留洋盆，（４）志留纪为前陆盆地环境。     

大陆造山运动：从大洋俯冲到大陆俯冲、碰撞、折返的时限——以北祁连山、柴北缘为例

北祁连山和柴北缘是典型的早古生代大陆造山带,分别发育有北祁连山大洋型俯冲缝合带和柴北缘大陆型俯冲碰撞带.作为早古生代大洋冷俯冲的典型代表,北祁连山经历了从新元古代-寒武纪大洋扩张、奥陶纪俯冲和闭合及早泥盆世隆升造山的过程.高压变质岩变质年龄为490～440Ma,证明古祁连洋经历了至少50m．y．的俯冲过程.柴北缘超高压变质带是大陆深俯冲的结果,岩石学、地球化学和同位素年代学表明,柴北缘超高压变质带中榴辉岩的原岩分别来自洋壳和陆壳两种环境.高压/超高压变质的蛇绿岩原岩的年龄为517±11Ma,与祁连山蛇绿岩年龄一致.榴辉岩早期的变质年龄为443～473Ma,与祁连山高压变质年龄一致,代表大洋地壳俯冲的时代,而柯石英片麻岩和石榴橄榄岩所限定的超高压变质时代为420～426Ma,代表大陆俯冲的年龄.从大洋俯冲结束到大陆俯冲最大深度的转换时间最少需要20m．y．.自420Ma起,俯冲的大洋岩石圈与跟随俯冲的大陆岩石圈断离,大陆地壳开始折返,发生隆升和造山.北祁连山和柴北缘两个不同类型的高压-超高压变质带反映了早古生代从大洋俯冲到大陆俯冲、隆升折返的造山过程.     

北祁连-河西走廊志留纪和泥盆纪古地理及其对同造山过程的沉积响应

北祁连-河西走廊志留系包括下志留统鹿角沟砾岩和肮脏沟组、中志留统泉脑沟山组和上志留统旱峡组，泥盆系包括中、下泥盆统老君山组和上泥盆统沙流水组。鹿角沟砾岩为水下冲积扇沉积，断续分布于北祁连西段。肮脏沟组在北祁连-河西走廊分布广泛，主要为半深海碎屑复理石沉积。泉脑沟山组和旱峡组分布于北祁连和河西走廊西段，前者以浅海相砂泥岩和泥灰岩为主，后者以滨海潮坪-浅海碎屑岩沉积为主。老君山组分布于古祁连山山前和山间盆地，为粗碎屑磨拉石沉积。沙流水组分布于河西走廊东段，为湖相沉积。区域古地理分析表明，北祁连-河西走廊志留纪-泥盆纪的古地理主要受北祁连加里东-早海西期不规则造山作用控制。鹿角沟砾岩标志着弧-陆碰撞最早发生于早志留世早期。早志留世北祁连-河西走廊由弧后残余盆地向前陆盆地转化。中、晚志留世北祁连东段剧烈造山并与阿拉善古陆的连接，前陆盆地限于北祁连-河西走廊西段。志留纪末期为北祁连的主造山期，泥盆纪形成高峻的古祁连山。早、中泥盆世形成山前和山间盆地的粗碎屑磨拉石沉积。晚泥盆世造山带西段造山作用剧烈，形成剥蚀区。东段造山作用微弱，山地被剥蚀，山前形成湖泊相的晚泥盆世沉积。